2013版物理《学习方略》配套课件16.3动量守恒定律(人教版选修3-5).ppt

【变式备选】在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是( ) A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C.先放开左手，弹簧恢复原长前再放开右手，总动量向左 D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 【解析】选A、C、D.在两手同时放开后，水平方向上无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，选项A正确；先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，选项B错误；先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，弹簧恢复原长前再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，选项C正确；其实，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变.若同时放开，那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量就与放开最后一只手后系统所具有的总动量相等，即不为零，选项D正确. 某一方向的动量守恒与能量结合的问题 【探究导引】 如图所示，质量为M的楔形物块上有光滑圆弧轨道，楔形物块静止在光滑水平面上.质量为m的小球以速度v1向物块运动，圆弧所对圆心角小于90°且足够长.请思考以下问题： (1)物块与小球组成的系统动量守恒吗？ (2)物块机械能的变化量与小球机械能的变化量有什么关系？ (3)小球相对物块静止时速度为零吗？ 【要点整合】 1.动量守恒定律的适用条件是普遍的，当系统所受的合外力不为零时，系统的总动量不守恒，但是在不少情况下，合外力在某个方向上的分量却为零，那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的. 2.分析该方向上对应过程的初、末状态，确定初、末状态的动量. 3.选取恰当的动量守恒的表达式列方程. 4.结合常用的机械能守恒、动能定理或能量守恒的公式列出对应的方程. 5.根据题意分析讨论，得出结论. 【特别提醒】应用某方向动量守恒解决问题时，特别要注意分析该方向上系统作用前的动量和作用后的动量，没有必要考虑作用前后的总动量. 【典例2】带有 光滑圆弧轨道质量为M的小车静止置于光滑 水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑 车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,则( ) A.小球以后将向左做平抛运动 B.小球将做自由落体运动 C.此过程小球对小车做的功为 Mv02 D.小球在弧形槽上上升的最大高度为 【思路点拨】根据系统的受力及各力做功情况，分析系统的动量、机械能是否守恒. 【规范解答】选B、C.小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v′,由动量守恒定律和机械能守恒定律有:Mv0=2Mv′ ① Mv02=2×( Mv′2)+Mgh ② 联立①②得h= ，知D错误. 从小球滚上到滚下并离开小车,系统在水平方向上的动量守恒,由于无摩擦力做功,动能守恒,此过程类似于弹性碰撞,作用后两者交换速度,即小球速度变为零,开始做自由落体运动,故B、C对,A错. 【变式训练】如图所示，一个质量为m的 木块，从半径为R、质量为M的 光滑圆 槽顶端由静止滑下.已知圆槽可沿着光滑 平面自由滑动.求木块从槽口滑出时的速 度大小为多少？ 【解析】木块从开始下滑到脱离槽口的过程中，木块和槽所组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒.设木块滑出槽口时的速度为v2，槽的速度为v1， 则mv2-Mv1=0 ① 又木块下滑时，只有重力做功，机械能守恒. 即mgR= mv22+ Mv12 ② 联立①②两式解得木块滑出槽口的速度 答案: 爆炸类动量守恒定律的应用 【探究导引】 一枚在空中飞行的导弹，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，如图所示.导弹在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1,请思考以下问题： (1)爆炸过程中，导弹的总动量守恒吗？ (2)导弹炸裂后，另一块的速度大小及方向如何确定？ 【要点整合】 1.爆炸的特点是物体间的相互作用突然发生，相互作用力尽管是变力，但作用时间很短，爆炸产生的内力远大于外力(如重力，摩擦力等)，因此爆炸过程中外力的作用可以近似忽略，爆